多场耦合多方向振动俘能器建模及响应分析

作者：张旭辉; 吴中华; 赖正鹏; 谭厚志; 樊红卫

来源：振动.测试与诊断, 2019, 39(01): 1-217.

DOI：10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2019.01.001

• 低频低幅振动
• 多场耦合模型
• 振动俘能器
• 分布式模型
• 响应分析

针对多方向振动俘能器对低频、低幅值激励的响应输出性能低等问题,在振动俘能结构中引入非线性磁吸力,提高俘能器的响应频带和能量转换效率。研究了非线性磁振子模型,建立了基于广义Hamilton变分原理的横、纵向振动系统机电耦合模型,对系统动力学方程进行无量纲化并数值求解。搭建了振动俘能器性能测试平台,开展了多场耦合振动俘能器频谱特性及响应输出的分析实验。结果表明,引入磁铁可显著提高系统能量转换效率,当磁铁间距15mm、激励幅值0.5m/s2时,相比无磁力输入的情况,系统响应电压提高了6倍左右,谐振频率从18Hz降至9.5Hz左右,解决了压电俘能器频带窄、响应频率高及输出电压低等问题。

• 单位
  西安科技大学